高立强

(中铁大桥局集团桥梁科学研究院有限公司,武汉 430034)

横梁腹板切口形状对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响研究

高立强

(中铁大桥局集团桥梁科学研究院有限公司,武汉 430034)

在正交异性钢桥面板中,横梁腹板与纵肋连接部位及横梁腹板切口边缘处较容易发生疲劳开裂,为了弄清横梁腹板切口形状对这两个构造细节疲劳性能的影响规律,采用有限单元法,通过在3种作用下采用不同切口形状的正交异性板各考察点主拉应力或面外应力比率的对比研究,得出以下结论:(1)在剪切作用下,切口形状对纵肋与横梁连接部位的应力影响不大,切口边缘半径对横梁切口边缘拉应力影响很大;(2)在支撑作用下,切口尺寸越大,纵肋与横梁连接部位的应力越大;(3)在面外作用下,切口尺寸越大,横梁对纵肋的面外转动变形约束越小,面外应力比率越小。

正交异性钢桥面板;切口形状;疲劳;有限单元法;应力分析

1 概述

正交异性钢桥面板自重轻、刚度大,是目前钢结构桥梁中普遍采用的桥面板结构[1]。归纳起来正交异性板主要有以下几个方面的应用:(1)采用钢箱主梁的大跨度斜拉桥和悬索桥,如广东虎门大桥和江苏苏通长江大桥;(2)钢桁架桥梁的整体桥面板,如京沪高速铁路南京大胜关长江大桥和济南黄河大桥;(3)城市高架桥中跨线部分采用的钢箱梁,在跨线部分用钢箱梁替代混凝土梁可大幅减小施工对交通的影响。

正交异性板直接承受车辆的轮压荷载,相对其他构件,其各部位应力影响线短,设计寿命期内疲劳循环次数多,再加上构造复杂,焊缝很多,疲劳开裂问题是影响其应用的主要问题,国内外都有关于正交异性板疲劳开裂的报道[2-9]。……